Können Bosonen Antiteilchen haben?

Können Bosonen Antiteilchen haben? Früher hätte ich diese Frage mit Ja beantwortet, vor allem weil ich mir vorstellen kann, eine QFT für komplexe Skalare aufzuschreiben, die a hat U ( 1 ) Symmetrie, die es mir erlaubt, eine erhaltene Ladung zuzuordnen. Das heißt, ich erwarte, ein geladenes Spin-0-Boson mit einer additiven Quantenzahl zu erhalten. A C P -Transformation würde diese Quantenzahlen ins Negative verwandeln und ich würde das entsprechende Teilchen als Antiteilchen betrachten.

Natürlich weiß ich gleichzeitig, dass Partikel des Standardmodells, wie z Z -Boson und das Higgs-Boson haben keine beobachtbaren Antiteilchen (wie beispielsweise Elektronen). Andererseits gelten Mesonen als (zusammengesetzte) Bosonen und besitzen bekanntermaßen Antiteilchen. Früher habe ich den Standpunkt vertreten, dass die erwähnten elementaren Bosonen ihre eigenen Antiteilchen sind, weil sie ladungsneutral sind.

Nachdem ich zufällig ein Interview mit Geoff Taylor (Melbourne) gelesen habe, bin ich allerdings etwas verwirrt. Er sagt, dass Bosonen keine Antiteilchen haben können, weil diese Eigenschaft auf Fermionen beschränkt ist, und widerlegt ausdrücklich die Vorstellung, dass sie ihre eigenen Antiteilchen sind:

"Wirklich Fermionen sind die Dinge, bei denen wir diese Vorstellung von einem Paar aus Teilchen und Antiteilchen haben", sagt Taylor, "Antiteilchen auf der fundamentalen Ebene sind Fermionen mit der entgegengesetzten Ladung."

"Der W + Und W − Bosonen unterscheiden sich nur durch ihre Ladung, daher ist es ein leichter Fehler, so darüber zu sprechen [als Teilchen und Antiteilchen], aber es ist nur ein Paar unterschiedlicher Ladungen.

„Während sie sich in gewisser Weise wie Teilchen und Antiteilchen verhalten, betrachten wir das eine nicht als das Antiteilchen-Gegenstück des anderen, weil sie Kraftträger sind“, sagt Taylor

„Fermionen sind mit Erhaltungssätzen verbunden, so dass sie beispielsweise in Teilchen-Antiteilchen-Paaren entstehen, wobei sich die Summe ihrer Quantenzahlen aufhebt, um die Erhaltungssätze einzuhalten“, erklärt Taylor.

„Bosonen funktionieren nach unterschiedlichen Gesetzen und können einzeln erzeugt werden. Dies ist eine entscheidende Unterscheidung und liegt in der Natur der Tatsache, dass sie entweder Materieteilchen oder Kraftträger sind.“

(Es sollte vielleicht erwähnt werden, dass er in der experimentellen HEP-Datenanalyse und nicht in der Theorie arbeitet, aber er könnte immer noch mehr wissen.)

Welcher dieser Standpunkte ist richtig, wenn überhaupt?

Nun, das hängt entscheidend von Ihrer Definition von Antiteilchen ab .
Für mich ist es das C/CP-Konjugat des entsprechenden Teilchenzustands. Natürlich sind C und CP keine exakten Symmetrien des Standardmodells, aber wenn dies ein Problem ist, würde ich die entsprechenden CP-verletzenden Phasen für diese Angelegenheit auf Null setzen. Welche andere Definition wäre sinnvoll?
Mir fällt keine vernünftige Definition von Antiteilchen ein, unter der es ein Fehler wäre zu sagen, dass Bosonen Antiteilchen haben könnten (man könnte sagen, Antiteilchen sind per Definition nur Fermionen, aber warum würden Sie das sagen?!)
Ich denke, Geoff Taylor hat eine sehr ungewöhnliche Sichtweise. Lass dich nicht von ihm verwirren.
Per Definition Ladungskonjugation C ist derjenige Operator, der Teilchen und Antiteilchen vertauscht. Und ich muss @innisfree zustimmen.
Taylors Argument scheint sich auf die folgende Idee zu konzentrieren : „Bosonen funktionieren nach unterschiedlichen Gesetzen und können einzeln erzeugt werden. (was ich einfach nicht verstehe)

Antworten (2)

Im Standardmodell gibt es kein elementares Spin-0-Boson, das elektrisch geladen ist (aber es gibt viele geladene Spin-0-Kompositteilchen). In vielen Erweiterungen wie der Supersymmetrie gibt es jedoch solche Teilchen: Der skalare Partner des Elektrons, das Selektorn, trägt die gleiche Ladung wie das Elektron. Das Antielektron ist der Spin-0-Partner des Positrons. Daher lautet die Antwort auf Ihre Frage ja.

Würden Sie das Higgs (Dublett; nicht nur den Radialmodus) als elementaren Skalar bezeichnen, der elektrisch geladen ist?
@Siva: Ja, vor dem spontanen Symmetriebruch (SSB) würde ich sagen, dass die obere Komponente des Higgs-Dubletts tatsächlich ein geladener Skalar ist, dessen Antiteilchen die untere Komponente des Ladungskonjugats des Dubletts ist. Diese geladenen Skalare werden jedoch zu Freiheitsgraden der W ± nach SSB Der physikalische Skalar des Standardmodells ist also nur der neutrale Skalar (radiale Anregung), dessen Antiteilchen es selbst (und Spin 1 massiv) ist W + ist das Antiteilchen von W − ).
Wie lerne ich Teilchenphysik wie du, Paganini?

Im Rishon -Modell (immer noch nicht Mainstream, aber wie weiß, was die Zukunft bringt; das Modell hat viele Vorteile), das vom großartigen Geist von Haim Harari , dem Z 0 Partikel wird als zusammengesetztes Partikel angesehen, das aus drei T-Rishons und drei Anti-T-Rishons besteht. Es wird davon ausgegangen, dass jeder T-Rishon eine Ladung von hat + 1 3 und zwei andere Arten von Ladungen (die Farbkraft und die Hyperfarbkraft). All diese Vorwürfe sind also gegensätzlich für die Anti- Z 0 Partikel. Mit anderen Worten, die Z 0 und das Z ¯ 0 sind gleich.

Im gleichen Modell, die W + wird als eine Kombination aus drei T-Rishons und drei V-Rishons (die eine elektrische Ladung von Null haben) betrachtet. Im Modell wird es nicht als das fundamental schwache kraftübertragende Teilchen betrachtet, so wie sich herausstellte, dass das Pion, das einst als fundamentaler Übermittler der starken Kraft galt, nicht der fundamentale Übermittler war, sondern das Gluon. Im Modell ist dies das Hyperfarb-Gluon, das die Hyperfarbkraft überträgt, ein dem Gluon ähnliches Teilchen, das die schwache Kraft auf eine Restkraft reduziert (so wie sich die vom Pion übertragene starke Kraft als Restkraft herausstellte). Der W − in diesem Modell ist das Antiteilchen des W + .

Die Gluonen und ähnliche hyperfarbige (siehe Artikel) Gluonen (beide Bosonen) sind kraftübertragende Teilchen, obwohl ihre Antiteilchen eindeutig andere Teilchen sind.

Vielleicht können Sie selbst überlegen, wie das Higgs im Modell dargestellt wird.

Allerdings sind die Antiteilchen aller Quarks und Leptonen (Fermionen) unterschiedliche Teilchen (insbesondere das Neutrino, von dem nur das linkshändige existiert).

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